张 洁

(榆林市农业科学研究院，陕西榆林 719000)

玉米作为陕西省主要粮食作物之一，种植面积高达8万hm2，占粮食总产量的50%以上，玉米既是粮食作物，又是重要的饲料和经济作物，在陕西省农业生产中具有重要作用[1-2]。在玉米需求量逐渐增加的情况下，提高玉米单产是保证在有限的土地资源上，最大限度提高产值最有效的办法，而增加种植密度是实现玉米高产的重要调控措施之一[3]。前人发现，加大种植密度在一定范围内有助于提高玉米产量[4]，但超过适宜种植密度后继续增大其种植密度，反而会出现单产降低现象[5-8]。如果密度过大，会导致穗粒数、秃尖长和千粒重的变化，造成减产；如果密度过小，单位面积内有效穗数较少，不利于产量的提高[9]。因此，选择优良的品种、合理的种植密度是提高玉米产量的重要途径。鉴于此，笔者探索在不同的种植密度下，榆林市不同玉米品种的农艺性状和产量的变化规律，为该地区玉米种植筛选适宜品种、合理种植密度提供理论依据[10-14]。

1 材料与方法

1.1 试验地概况试验于2020年在榆林市国家现代农业科技示范园进行(109°E，38°N)，该地区属于干旱半干旱地区，降水量较为稀少，多年平均降水量范围为325～474 mm，年蒸发量约1 211 mm、≥10 ℃有效积温为3 217.5 ℃。试验区土壤属于中等肥力水平，土壤的有机质含量5.58 g/kg，碱解氮含量6.70 mg/kg，有效磷含量14.9 mg/kg，速效钾含量85 mg/kg，pH 8.3。

1.2 试验设计试验选择3个当地主栽品种陕单609、先玉335和大丰30，每个品种设置4.5万株/hm2(D1处理)、6.0万株/hm2(D2处理)、7.5万株/hm2(D3处理)、9.0万株/hm2(D4处理)、10.5万株/hm2(D5处理)5个种植密度。4月29日播种，每小区32行，行长10 m，行距0.6 m，株距不同以调节密度，3次重复。6月9日定苗，播种后用除草剂玉农思封闭地面，除草2次。施基肥磷酸二铵225 kg/hm2，尿素375 kg/hm2，硫酸钾75 kg/hm2，追施尿素2次，灌溉11次，10月15日收获。

1.3 测定指标

1.3.1叶面积。于拔节期、吐丝期、吐丝后20 d、吐丝后40 d测定单株叶面积。每个处理选择5株长势健壮且均匀一致的植株，测量叶片的长和宽，展开叶单叶面积=长×宽×0.75，未展开叶单叶面积=长×宽×0.5，3次重复。

1.3.2干物质。玉米成熟期选5株进行取样，要求植株长势一致。沿玉米根部砍下，按器官分为6部分，分别为茎秆、叶片、叶鞘、雄穗、果穗、苞叶。烘箱温度调至 105 ℃，杀青30 min，之后再调为80 ℃，开始烘干至恒重，称各部分重量。

1.3.3农艺性状。收获之前调查株高、穗位高、双穗率、空秆率、倒伏率。选3个点测产，每个点选中间2行、收获穗全部称量，按照平均单穗重从中选择20个均匀穗，带回室内考种测产。

1.3.4穗部性状及产量。记录每个果穗的穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、百粒重等性状，计算产量。

1.4 数据处理采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0系统进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同种植密度对玉米叶面积的影响从图1可以看出，随着生育进程的推进，叶面积大小逐渐增加。拔节期到吐丝期增长迅速，吐丝后增长缓慢，吐丝后20 d达到最大，之后变化不明显；同一品种，随着密度的增加，叶面积逐渐降低。陕单609在吐丝后20 d D2、D3处理变化不明显，后期变化显著，D4、D5处理比D1处理分别下降了14.76%和23.14%。先玉335吐丝后20 d，叶面积大小变化不明显，6.0万、7.5万、9.0万和10.5万株/hm2处理分别比4.5万株/hm2处理降低1.11%、4.73%、12.69%、14.85%。大丰30密度4.5万株/hm2时叶面积最大，之后随着密度的增加逐渐减小，其余4个处理分别比D1处理减小3.38%、3.09%、17.09%、31.27%。

图1 不同的种植密度对玉米叶面积的影响Fig.1 Effects of planting densities on leaf area of maize

2.2 不同种植密度对玉米干物质的影响从图2可以看出，成熟期随着种植密度的增加，不同品种的干物质积累量均逐渐下降。同一品种在D1处理时，干物质积累量最大，D2和D3处理干物质积累量差异较小，之后随密度的增加，积累量显著降低。陕单609 D4和D5处理较D3处理分别降低26.9%、33.8%；先玉335 D4和D5处理较D3处理分别降低24.7%、36.4%；大丰30 D4和D5处理较D3处理分别降低13.6%、21.3%。

陕单609在D1处理干物质达到最高，为707.43 g，比先玉335、大丰30分别高2.45%、16.57%。D2、D3、D4处理中先玉335干物质积累量均较高，较其他2个品种高1.86%～16.13%。D5处理大丰30干物质最高，比陕单609、先玉335分别高9.83%、6.47%。

图2 不同种植密度对玉米成熟期干物质的影响Fig.2 Effects of planting densities on the dry matter content of maize at mature stage

2.3 不同种植密度对玉米株高的影响从图3可以看出，在相同的田间管理条件下，玉米的株高受种植密度的影响显著。密度为4.5万株/hm2时，3个品种的株高均最高。D3处理随着密度的增加，株高呈逐渐下降趋势。D3处理先玉335较其他处理(D2、D4、D5处理)分别高1.9%、2.0%、3.1%。D3处理陕单609较其他处理(D2、D4、D5处理)分别高1.1%、1.1%、4.7%。D4、D5处理大丰30株高较低，较D3处理降低6.8%、10.7%。不同品种之间大丰30株高最高，陕单609最低；D3处理下，大丰30株高较其他2个品种分别高12.40%和0.59%。

图3 不同种植密度对玉米株高的影响Fig.3 Effects of planting densities on the plant height of maize

2.4 不同种植密度对玉米穗位高的影响从图4可以看出，随着种植密度的增加，穗位高呈先上升后降低的趋势，D4处理穗位最高。D4处理先玉335较其他密度处理(D1、D2、D3、D5处理)穗位高增长2.28%～13.64%。D4处理陕单609较其他密度(D1、D2、D3、D5处理)穗位高增长6.38%～19.15%。D4处理大丰30较其他密度处理(D1、D2、D3、D5处理)穗位高增长3.33%～26.66%。

图4 不同种植密度对玉米穗位高的影响Fig.4 Effects of planting densities on the ear height of maize

2.5 不同种植密度对玉米产量及产量构成因素的影响从表1可以看出，随着种植密度的增大，穗长、穗粗逐渐降低。D1处理陕单609穗长(18.82 cm)，其他密度较D1处理降低0.16%～17.43%；穗粗最大(5.16 cm)，其他密度较D1处理降低0.58%～5.81%。先玉335在6.0万～10.5万株/hm2处理时，穗长较4.5万株/hm2处理降低1.81%～10.56%，穗粗降低0.59%～4.93%。大丰30其他各密度穗长较4.5万株/hm2处理降低2.24%～11.54%，穗粗降低0.95%～5.90%。各品种秃尖长随着种植密度的增加而增大，陕单609、先玉335和大丰30密度10.5万株/hm2时秃尖最长，分别是1.11、1.31、1.20 cm。种植密度对穗行数影响不显著，处理间无显著差异。行粒数在D4、D5处理时下降，D4、D5处理陕单609较D1处理降低了13.81%和20.98%；先玉335和大丰30也分别比D1处理降低了8.07%、13.94%和15.37%、15.12%。百粒重随着密度的增加而降低，在D1密度处理百粒重均最大，D2、D3、D4、D5处理陕单609较D1处理分别降低了3.23%、6.23%、16.69%和16.52%；先玉335 D2、D3、D4、D5处理较D1处理分别降低了0.29%、0.88%、6.54%和7.40%；大丰30 D2、D3、D4、D5处理较D1处理分别降低了2.89%、3.60%、13.26%和15.50%，高密度下，百粒重下降迅速。密度为4.5万株/hm2时，3个品种中大丰30百粒重最大，较陕单609、先玉335分别高6.41%、5.10%。

密度的大小是制约玉米实际产量的关键因素，随着密度的增加，产量呈先上升后降低趋势，密度9.0万株/hm2时3个品种的产量均达到最大。陕单609在D1处理产量最低，D4处理下产量17 308.20 kg/hm2，分别比D1、D2、D3、D5处理增产3.9%、3.6%、0.9%和2.6%。先玉335 D4处理较D1、D2、D3处理分别增产10.83%、8.23%、6.41%，D5处理比D4处理产量下降2.51%。大丰30密度9.0万株/hm2时产量达到18 892.95 kg/hm2，较4.5万、6.0万和7.5万株/hm2处理分别增产21.66%、4.54%、3.27%，较10.5万株/hm2处理增产18.36%。

D2、D3、D4处理大丰30的产量表现均优于其他2个品种，D2、D3处理大丰30较其他2个品种增产6.66%～13.83%；密度在9.0万株/hm2时，大丰30比同密度下陕单609和先玉335分别增产9.16%、9.96%。当密度增加到10.5万株/hm2时，陕单609和先玉335产量高于大丰30，分别高5.72%和4.94%。

表1 不同种植密度对玉米产量及其产量构成因素的影响Table 1 Effects of planting density on yield and its component factors of maize

3 结论与讨论

叶面积大小是反映玉米群体光合能力的重要指标，李博等[15]研究指出，叶面积随种植密度增加而不断增加，种植密度对玉米叶面积大小起决定性作用[16]。该试验结果发现，随着生育进程的推进，叶面积大小逐渐增加；拔节期到吐丝期增长迅速，吐丝后增长缓慢，吐丝后20 d达到最大，之后变化不明显；同一品种，随着密度的增加叶面积逐渐降低。作物获得高产的前提是积累较高的干物质[17-18]，玉米籽粒产量的增加以干物质生产能力的提高为前提。刘伟等[19]认为，在一定密度条件下，产量与干物质积累量呈正相关关系，籽粒产量随着干物质积累量的增加呈上升趋势。该研究结果发现，增加种植密度会降低各品种成熟期玉米单株干物质积累量。大量研究发现，玉米株高、穗位高与穗部性状及产量关系密切[20]。随着密度的增加，株高、穗位高升高，秃尖长度增加，这与前人结果一致。李炳昊等[21]认为，穗粗、穗行数、秃尖长、百粒重、含水量与种植密度呈负相关关系；穗重、穗长、行粒数和粒重均与种植密度呈正相关关系。这与该研究结果一致，穗长、穗粗随着种植密度的增大，呈逐渐降低趋势，行粒数在高密度下显著下降，百粒重随着密度的增加而降低。路小芳[22]认为，不同品种的产量随密度的增加先上升后下降。该研究结果与前人研究规律一致，当超过适宜种植密度后，玉米农艺性状和穗部性状表现变差，抗倒能力下降，产量降低。该研究结果发现，3个品种均在9.0万株/hm2处理下产量最大，分别为17 308.20、17 182.35、18 892.95 kg/hm2，其中大丰30产量最高，分别比陕单609和先玉335高9.16%和9.96%。因此，陕单609、先玉335和大丰30在陕北风沙滩区的适宜种植密度均为9.0万株/hm2，其中大丰30产量最高。